MCU發(fā)展歷史

時(shí)間：2022-02-20 01:33:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-02-20 01:33:01 來源：信息時(shí)代

單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展十分迅猛。它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步，自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來，它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個(gè)階段。下面以Intel公司的單片機(jī)發(fā)展為代表加以介紹。

單片機(jī)發(fā)展的初級(jí)階段。1971年11月Intel公司首先設(shè)計(jì)出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器Intel4004,并配有RAM、ROM和移位寄存器,構(gòu)成了第一臺(tái)MCS—4微處理器,而后又推出了8位微處理器Intel8008,以及其它各公司相繼推出的8位微處理器。

低性能單片機(jī)階段。以1976年Intel公司推出的MCS—48系列為代表,采用將8位CPU、8位并行I/O接口、8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu),雖然其尋址范圍有限（不大于4KB）,也沒有串行I/O,RAM、ROM容量小,中斷系統(tǒng)也較簡單,但功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要。

高性能單片機(jī)階段。這一階段推出的高性能8位單片機(jī)普遍帶有串行口,有多級(jí)中斷處理系統(tǒng),多個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。片內(nèi)RAM、ROM的容量加大，且尋址范圍可達(dá)64KB，個(gè)別片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。

16位單片機(jī)階段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位單片機(jī)MCS－96系列,由于其采用了最新的制造工藝,使芯片集成度高達(dá)12萬只晶體管/片。

單片機(jī)在集成度、功能、速度、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。

按照單片機(jī)的特點(diǎn)，單片機(jī)的應(yīng)用分為單機(jī)應(yīng)用與多機(jī)應(yīng)用。在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，只使用一片單片機(jī)稱為單機(jī)應(yīng)用。單片機(jī)的單機(jī)應(yīng)用的范圍包括：

(1)測控系統(tǒng)。用單片機(jī)可以構(gòu)成各種不太復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等,達(dá)到測量與控制的目的。

(2)智能儀表。用單片機(jī)改造原有的測量、控制儀表,促進(jìn)儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向發(fā)展。

(3)機(jī)電一體化產(chǎn)品。單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合,使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化,控制智能化。

(4)智能接口。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),特別是在較大型的工業(yè)測、控系統(tǒng)中,用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理,加之單片機(jī)與主機(jī)的并行工作,大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

(5)智能民用產(chǎn)品。如在家用電器、玩具、游戲機(jī)、聲像設(shè)備、電子秤、收銀機(jī)、辦公設(shè)備、廚房設(shè)備等許多產(chǎn)品中,單片機(jī)控制器的引入,不僅使產(chǎn)品的功能大大增強(qiáng),性能得到提高,而且獲得了良好的使用效果。

單片機(jī)的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為功能集散系統(tǒng)、并行多機(jī)處理及局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

(1)功能集散系統(tǒng)。多功能集散系統(tǒng)是為了滿足工程系統(tǒng)多種外圍功能的要求而設(shè)置的多機(jī)系統(tǒng)。

(2)并行多機(jī)控制系統(tǒng)。并行多機(jī)控制系統(tǒng)主要解決工程應(yīng)用系統(tǒng)的快速性問題,以便構(gòu)成大型實(shí)時(shí)工程應(yīng)用系統(tǒng)。

(3)局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

單片機(jī)按應(yīng)用范圍又可分成通用型和專用型。專用型是針對(duì)某種特定產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的，例如用于體溫計(jì)的單片機(jī)、用于洗衣機(jī)的單片機(jī)等等。在通用型的單片機(jī)中，又可按字長分為4位、8位、16/32位，雖然計(jì)算機(jī)的微處理器現(xiàn)在幾乎是32/64位的天下，8位、16位的微處理器已趨于萎縮，但單片機(jī)情況卻不同，8位單片機(jī)成本低，價(jià)格廉，便于開發(fā)，其性能能滿足大部分的需要，只有在航天、汽車、機(jī)器人等高技術(shù)領(lǐng)域，需要高速處理大量數(shù)據(jù)時(shí)，才需要選用16/32位，而在一般工業(yè)領(lǐng)域，8位通用型單片機(jī)，仍然是目前應(yīng)用最廣的單片機(jī)。

到目前為止，中國的單片機(jī)應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)走過了二十余年的歷程，隨著嵌入式系統(tǒng)逐漸深入社會(huì)生活各個(gè)方面，單片機(jī)課程的教學(xué)也有從傳統(tǒng)的8位處理器平臺(tái)向32位高級(jí)RISC處理器平臺(tái)轉(zhuǎn)變的趨勢，但8位機(jī)依然難以被取代。國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，尤其是手機(jī)、汽車自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備、PDA、智能玩具、智能家電、醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)都是國內(nèi)急需單片機(jī)人才的行業(yè)。行業(yè)高端目前有超過10余萬名從事單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的工程師，但面對(duì)嵌入式系統(tǒng)工業(yè)化的潮流和我國大力推動(dòng)建設(shè)'嵌入式軟件工廠'的機(jī)遇，我國的嵌入式產(chǎn)品要溶入國際市場，形成產(chǎn)業(yè)，則必將急需大批單片機(jī)應(yīng)用型人才，這為高職類學(xué)生從事這類高技術(shù)行業(yè)提供了巨大機(jī)會(huì)。